2.1狼烟与驿站的故事——漫谈中国古代的通信

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第二篇为基础理论篇

举一反三，触类旁通。如何学习通信理论？不妨从曰常生活中寻找它们的影子，人生处处皆学问，只要你做个有心人。

通信的本质——通信系统概述

我们知道，盘古开天地之前，天地是一片混沌。然而这并不意味着1844年莫尔斯向巴尔的摩发出人类第一份电报之前，通信的世界也是一片混沌。

如果“诡辩”的话，人和人之间的对话也是无线通信。

我们把人之间的对话和现代无线通信系统进行比较，就会发现诸多相似之处。说话的人可以看作发射机，听对方说话的人可以看作接收机，人和人之间采用的语言（汉语、英语乃至法语）可以看作信源编码，承载的物理媒介都是空气……

不同的是，人和人之间传递信号是通过声波而非电磁波。声波就传递这么远，也不需要进行调制，即使你想进行调制，你的声带和喉咙也不会答应，因为它们可没这功能。

另外，人和人之间交流也很少需要信道编码，因为你一般都能听清楚对方的说话。 即使偶尔你的“解码”出现问题（你没听清楚对方说话），你的大脑也比那笨笨的接收机 要聪明得多，你根本不需要进行循环冗余校验（CRC，Cyclic Redundancy Check)就知道你接收的信息不完全、不充分、难以理解，然后你的大脑就丢弃这个信息包，并向发信方申请一个重传“俺没听清楚，麻烦您再说一遍”。呃，这可是收发信机在数据链路层上经典的检错和纠错机制。

如果说人和人之间的交流和现代无线通信系统存在诸多类似之处，那么我们接下来要讲的中国古代的通信系统则似乎与此不太搭界。然而既然都是通信领域的智慧，那么必有相通之处，不妨了解一二。

人和人之间的对话在日常生活和交流中显得已经足够完善了，然而人的发声系统能发出的声波的能量是非常有限的，以至于对于稍远一点的距离就显得很无能无力。 如果要进行稍微远一点的通信——比如说指挥军队战斗，那么光靠嗓子吆喝就不能解 决问题了。

《孙子兵法》在第五篇《势篇》里有一句话：“孙子曰：凡制众如制寡，分数是也； 斗众如斗寡，形名是也。”所谓分数，即是对部队进行整编，没有队列不成行伍。放到现代通信系统里来看，就是对一个系统里的各个单元进行编号，无论是手机终端还是收发信机，亦或中心交换机，都得编号，没有编号，一个指令下去就不知道具体找谁，也就 谈不上通信。所谓形名，指的就是旗语，用旗语指挥部队变阵和进行战斗。

将士卒整编成行伍队列，以旗语指挥队伍列阵和变阵，闻鼓则进，闻金则退，这就基本组成了一支军队指挥某次战斗的相对完善的通信系统。这个通信系统相比于人和人之间的对话，有了长足的进步，无论是鼓点声。敲击金镝的声音，还是旗语，其覆盖范围显然比人和人之间的对话要大得多。

但是这个系统的缺点也是很明显的，那就是能覆盖的范围依然太有限了，一个再优秀的将领，即使在开阔的地形下，其有效指挥半径也很难超过5里路。这就不难理解， 为什么古代大的战役几乎都发生在一个很小的区域，而不是像现代战争一样发生在一整条战线上。道理很简单，战线拉长了，指挥系统够不着啊。比如长平之战、巨鹿之战、昆阳之战，这些双方投入总兵力超过50万的著名战役都以某个地点命名，而到了现代，这个级别的战役往往以区域命名了，比如辽沈战役、淮海战役。

这是一定空间范围内的通信，我们可以通过鼓点和旌旗，放大声音的音量和视觉标的的大小，来延展我们的通信距离。可是对于更远的距离，比如长安和雁门，视觉和听觉都无能为力。我们在神话中构造出了“千里眼”和“顺风耳”，不过那仅仅是神话，仅仅只能代表人类的一种美好的意愿而已。

在长安和雁门这种超长距离的信息交换中，就当年而言，最要命和最要紧的信息肯定是北方游牧民族入侵的消息。为了及时传递这种信息，烽火台应运而生，通过一站一站地燃起狼烟来完成自边关向都城的信息传递，“烽火映甘泉”那是一幅怎样的景象啊。值得注意的是，烽火台和现代通信系统有一个共同的概念，那就是“中继”，光信号会随着距离而衰减，所以每隔一段距离就要建一个烽火台，重新燃起狼烟，相当 于把衰减的信号重新放大一次，只有这样，入侵的信号才能从遥远的雁门传到西汉王朝的心脏——长安。电磁信号在介质中传播，无论是五类双绞线还是电缆，亦或是空气，都会有衰减和能量损失，因此隔一定的距离也同样需要中继。为什么你的网线距离不能超过100m?因为超过100m,信号衰减所带来的误码会使通信质量下降得令人难以接受。

就通信系统的健壮性和安全性而言，烽火台并不是百分之百值得信赖的。因为一连串烽火台组成的是一条单链，如果其中一个点出现问题，那么整个系统的可靠性将 难以得到保障。《三国演义》里关羽正是因此而丢掉的荆州，关羽水淹七军之后，兵锋直指宛、洛，为了应对徐晃带来的援军，被迫将荆州的预备队调往前线。这时候吕蒙及其士兵化妆成白衣商人，以躲雨为由进入了荆州防线的一个烽火台，手起刀落解决了守卫，结果荆州整个的预警系统就此失灵，吕蒙趁机攻占江陵、糜竺投降，关羽被迫败走麦城。

然而，烽火台并不是古代主流的远距离通信系统，虽然这种系统传播速度很快（光速是挺快的，点火也费不了多少时间）。不能成为主流的原因之一是其成本高昂（一是建设烽火台是件成本高昂的事情；二是到处找狼粪也不容易），路径固定且单一（烽火台可不是应急通信车，说开走就开走）。最要命的原因还是烽火台能够传递的信息量实在是太少了，就那么几堆狼粪，横竖排列组合就那么几种。虽然狼烟的原理和旗语颇有几分相似，但是你没法控制狼烟的运动，没法把狼烟搞得像旗语一样千变万化，那你就注定传递不了更多信息。

中国古代最主流的远距离通信系统毫无疑问是以驿站为基础的“邮局”系统，我们经常在古装影视剧中看到的所谓“八百里加急”就是这玩意儿。这个系统就是骑着马疯 狂地赶路送信，遇着驿站就换马以保持行进的速度，看起来似乎没有什么可说的。值得注意的是，这么长的距离，你的信使是完全可能在半路上被劫杀的，这就引发了通信安全的问题。这个问题早在周朝就有解决方案，一为对发送信息进行加密，称为“阴符”; 另一种方法和GSM中的跳频加密颇为相似，即将信息分为几份，通过不同的人采用不同的路径发送出去，到目的地再合为一起，就算其中一份被截，也不会泄密。以下内容来自太公姜子牙所著《六韬》一书。

《阴符第二十四》

武王问太公曰：引兵深入诸侯之地，三军猝，有缓急，或利或害。吾将以近通远，从中应外，以给三军之用。为之奈何？

太公曰:主与将，有阴符，凡八等。有大胜克敌之符，长一尺。破军杀将 之符，长九寸。降城得邑之符，长八寸……

这一段就通信保密而言很经典，武王深入重地，想和大后方传递消息，就问太公咋 办。姜子牙说好办啊，咱们对信源重新搞一套编码就是了，比如你杀了对方大将，就不要写“破军杀将”四个字的小纸条传给俺了，直接让信使送俺一块九寸长的木板就行了，这个加密方式只有你和俺知道，不怕泄密。

我们很快就发现，阴符和烽火台一样，面临一个致命的弱点，就是能够传递的信息量太少，或者说编码太少。阴符只能传递8种消息，而且很不详细，对于纷繁复杂的战地情况而言显然是不够的。这个时候还没有发明计算机，没有二进制，没有ASCII编码, 也没有指数和对数，想对每个汉字进行加密简直是个不可能完成的任务。聪明的周武王很快发现了阴符的弱点，他接下来就问姜子牙，俺就是一话痨，要说的话多，8个符号不够，如之奈何？

《阴书第二十五》

武王问太公曰：引兵深入诸侯之地....其事繁多，符不能明；相去辽远，语言不通，为之奈何？

太公曰：当用书，不用符......书皆一合再离，三发而一知，此谓阴书。敌 虽圣智，莫之能识。

把一封书信分成3份，由3个不同的人通过不同的路线传递，内容分离，3个人互相不知道内情，最后传到一个将领手里，这就叫阴书。姜太公够狠的，不过没有GSM 狠，GSM的跳频技术是1秒跳217次。把1秒的内容切成217份，通过不同的频率发出 去，这个拦截难度就大了。

古代的通信方式还有“飞鸽传书”之类，采用并不普遍，本书也就不再详加叙述。